摘要:
随着我国矿业行业的绿色转型,尾矿的资源化、减量化和无害化处理已成为亟待解决的科技挑战。当前我国尾矿存储总量已超过200 亿t,导致了严重的环境污染和资源浪费。为拓展尾矿在环保、建筑材料领域的高效利用,减轻尾矿处理的环境和经济负担,开辟尾矿的资源化创新路径,推动绿色矿山建设,实现资源的可持续利用与环境保护的平衡,聚焦尾矿在环保和建筑材料领域的资源化利用,研发了尾矿基环境功能材料和高附加值建筑材料制备关键技术,涵盖尾矿脱色剂、重金属吸附材料、陶瓷釉料、发泡陶瓷和高密实混凝土等技术。首先,尾矿与偏高岭土和表面活性剂混合,通过碱溶工艺研发高效食品废水脱色剂,脱色效率超过95%。针对废水中的重金属污染,通过高温焙烧和后处理工艺提升尾矿的吸附性能,可有效去除污水中的铅、镉等重金属。其次,尾矿被用作陶瓷釉料的替代原料,通过优化配方和烧制工艺,开发低成本且环保的陶瓷釉料。通过优化发泡陶瓷的配方和烧制工艺,成功制备出具有优良强度、保温性和防火性的材料,其尾矿掺入量高达65%,节省原料成本40%~50%。通过将尾矿与其他矿物原料结合,开发出耐腐蚀、低孔隙的新型高密实混凝土,强度提升5%~20%,水渗透系数减小10%~35%,适用于海洋工程等恶劣环境。尾矿在环保、建筑材料领域的资源化利用不仅解决了环境问题,还为绿色矿业和可持续发展提供了创新技术路径。研发的尾矿综合利用技术将尾矿资源化应用于多个领域,包括环保(废水脱色、重金属吸附)和建筑材料(陶瓷釉料、发泡陶瓷、高密实混凝土)。通过优化尾矿的配方和工艺,显著提高了尾矿的环保性和性能,特别是在食品废水脱色、污水中重金属吸附和发泡陶瓷强度、保温性等方面表现突出,开辟了尾矿高效利用的新途径,不仅提升了尾矿的附加值,还为环保和建筑材料行业提供了可行的解决方案,推动了绿色矿山建设,促进了矿产资源的可持续利用。通过将尾矿替代传统材料,成功降低了生产成本并提升了环保性,具有较强的市场竞争力,助力绿色矿业的发展,为环境保护和可持续发展贡献了创新的技术路径。
结论:
本文提出“环境功能材料+高附加值+大宗利用”的“无尾化”综合利用新思路,通过持续攻关研发了如下技术:①通过低温碱溶、矿物复配和官能团嫁接联合技术,增加矿物吸附点位和吸附能力,研发了尾矿基环保材料;②通过原料组分配比设计和温度精细控制,构建Si-Al-Ca-Fe-Mg 混熔体系,优化烧结曲线,实现了矿物结构的精细化重构,研发了发泡陶瓷和陶瓷釉面材料制备技术;③通过碱溶、煅烧和CO2养护,提高天然矿物活性,研制了尾矿制备高密实混凝土材料。在此基础上,集成了尾矿资源化、减量化、无害化综合利用技术组合,解决了细粒尾矿极难利用的技术难题。本文研发的环保材料、高附加值产品和大宗利用产品技术,推动了矿山固体废弃物领域的科技进步,提高了尾矿资源的附加值和市场竞争能力,应用前景十分广阔,落实了“绿水青山就是金山银山”的新理念。(《中国矿业》杂志 )
原文链接:http://www.chinaminingmagazine.com/article/doi/10.12075/j.issn.1004-4051.20242298